Заземляющая сетка
Союз Советскик
СОЧиалистических
Республик
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290379 (21} 2742948/24-07 (51)М, КЛ. с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетН 01 R 3/06
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий
Опубликовано 2309.81. Бюллетень № 31
Дата опубликования описания 2309.81 (53) УДК 621.316. .995 (088.8) ч443фф
4, $c. + . к
° pa. фЯ лФ
1"
4, ;я (72) Автор изобретения
И.М. Грач
М,,Ф
Фрунзенский политехнический HHc+ (71) Заявитель (54 ) ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ СЕТКА
Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к заземлителям энергоустановок, например трансфор- . маторных подстанций и т.д. и применяется для реализации желаемого оптимального затухания потенциала вдоль поверхности земли.
Известна заземляющая сетка, в которой горизонтальные заземляющие электроды размещены с шагом, увеличивающимся к центру защищаемой территории по экспоненциальному закону (1).
Однако эта заземляющая сетка не обеспечивает оптимального распределения потенциала вдоль поверхности земли из-за неучета неоднородности . реального грунта.
Наиболее близким к предлагаемому является заземляющая сетка, содержащая расположенные на разной глубине залегания горизонтальные концентрические кольцевые контуры, соединенные между собой (2J.
Эта заземляющая сетка также не учитывает неоднородную сложную струк туру реального грунта, что снижает эффективность выравнивания потенциала на всей защищаемой территории энергоусгановки.
Цель изобретения — обеспечение оптимального распределения потенциала вдоль поверхности всей территории энергоустановки и снижение сопротивления заземления.
Поставленная цель достигается тем, что контуры меньшего радиуса расположены на большей глубине, причем .расположение контуров определяется выражением
0к " (2,и) E < 4сз) к
ct ч
a „, s с — „„,ц —7,1 :, где Х, Y, Z — прямоугольные координаты;
U = const — потенциал К-го контура
К
К =.1,2...n;
Ч вЂ” оптимальное распределение (х,у) потенциала вдоль поверхности землит (М-1) д1 (н " -число размещений из m-1 элементов по j к
С .и, - число сочетаний из m- j
Кк =Ц б — удельная проводимость грунта в зависимости от глубины его залегания;
866621 (-СОВ (МЦИ}
K 2 и>
К=1,2...n (2) о Г (y;1)fr, = — (+соэ ок и ) (3) (4) 45
59 (5) Где а < 1, что подтверждается при подстановке (5) в (1).
При этом скорости изменения потенциала вдоль поверхности земли и вдсль плоского сеточного заземлителя одинаковы и нрямопропорциональны величине U© — U, которую выбирают 55 из условий электробезопасности обслуживающего персонала и размеров защищаемой территории. Поэтому для достижения. желаемого выравнивания потенциала контура большего радиуса що
r< расположены на меньшей глубине
Бок, что соответствует ситуации, при .которой от потенциала на поверхности земли (4), наблюдаемого над каждым иэ контуров В Отличии QT плоскОго а - коэффициент, характеризующий изменение удельной проводимости грунта в зависимости от глубины его залеганиями — удельная проводимость грунта на его поверхности.
На чертеже схематично изображена раземляющая сетка.
Заземлякнцая сетка состоит из вертикального изолированного проводника
1 и иэ п концентрических кольцевых контуров 2 с радиусами уменьшающимися с увеличением глубины залегания.
Концентрические кольцевые контуры
2 соединены между собой проводниками 3..
Наиболее заглубленные контуры соединены между собой проводниками, имеющими меньшее сопротивление, чем сопротивление проводников, соединяющих верхние контуры между собой и с нижними контурами. . Выполнение условия (1) позволяет приближенно реализовать распределение потенциала вдоль плоской заземляющей сетки по.закону при котором распределение потенциала на защищаемой территории описывается выражением
О "И t à 0о-(}И (о,ду) ()()} (о
5 !
О
Z0
Зо
40 заземлителя, отнимают не одну и ту же постоянную величину а0, а некоторую переменную ьУИ, значение которой уменьшается при увеличении радиуса r< определяющегося вместе с глубиной залегания 2ок согласно (2) и (3) в узлах полиномов Чебышева.
Контуры соединены между собой проводниками, позволяющими обеспечить указанные потенциалы контуров и снизить сопротивление эаземлителя, а для устранения искажений подводящий вертикальный провод изолирован.
Заземляющая сетка работает следующим образом.
С помощью вертикального изолированного проводника корпус энергоустановки соединяется с эамкнутымИ наиболее заглубленными металлическими контурами, имеющими одинаковый потенциал. При коротких замыканиях на корпус энергоустановки или других аварийных режимах, при которых на корпус попадает напряжение, ток через эти контуры обеспечивающий достаточно низкое сопротивление заземления, отводится в землю. При этом обслуживающий персонал на территории энергоустановки будет защищен от поражения в связи с тем, что верхние контуры обеспечиваЮт надежное выравнивание потенциала на поверхности земли.
Заземляющая сетка согласно изобретению позволяет за счет строгой связи формы заземпителей с распределением потенциала вдоль поверхности земли более равномерно выравнять потенциал на всей территории энергоустановки, что позволяет повысить надежность и электробеэопасность знергоустановок и уменьшить расход металла.
Кроме того, в отличии от известных конструкций заземляющих сеток, формы которых определят экспериментальным путем, в заземляющей сетке согласно изобретению форма заземлителя определяется при незначительных затратах трудовых и временных ресурсов и позволяет обеспечить распределение потенциала вдоль поверхности земли наиболее близкое к желаемому, причем учитываЕтся неоднородность реального грунта в зависимости от глубины его залегания.
Формула изобретения
Заземляющая сетка содержащая расположенные на разной глубине залегания горизонтальные концентрические кольцевые контуры, соединенные между собой, отличающаяся тем, что, с цЕлью обеспечения оптимального распределения потенциала
866621
5 () ч „„ Uê= Z (2(4 )1"
WmP )=О
Фа (М 1 ч
III-з q :и кщои где X,Y,Z
U =const и прямоугольные координаты; потенциал К-ro контура
К = 1,2...п1 t5 оптимальное распределение потенциала вдоль поверхности земли;
Ч (Х У
Составитель Л. Январева
Редактор А. Шандор Техред A.À÷ Корректор В. Синицкая
Тираж 637 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Эаказ 8088/74
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 е вдоль поверхности всей территории энергоустановки и снижения сопротивления заземления, контуры меньшего радиуса расположены на большей глубине, причем расположение контуров определяется выражением (М-1)
А м число размещении из m-1 элементов ло );
= — 1+со ) — глубина а г (к-<)g 1
Ок 2 и залегания к-го контура.
j= = удельная проводимость грунта в зависимости от глубины его залегания; а - коэффициент, характеризующий изменение удельной проводимости грунта в зависимости от глубины его залегания;
9o - удельная проводимость к грунта на его поверхности;
С - - число сочетаний иэ в-упо К.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ° Авторское свидетельство СССР
Р 412648, кл. зН 01 R 3/06, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2713762/07, кл. H 01 R 3/16, 1979 (прототип).
